libro de lab quimica 2015 parte 1[1]

TEXTO BÁSICO PARA EL LABORATORIO DE

QUÍMICAAplicaciones experimentales y lecturas

complementarias

Área de Química de la Escuela de Bachilleres de la Universidad Autónoma de Querétaro.

Junio de 2015

Laboratorio de Química 2015 Página 1

Dr. Gilberto Herrera RuizRector

Dr. Irineo Torres PachecoSecretario Académico

M. en A. Rosa María Vázquez CabreraDirectora de la Escuela de Bachilleres

M. Juventino Suárez LópezSecretario Académico

Ing. Blanca Olivia Aspeitia GómezCoordinadora del Plantel Sur

Lic. En Inf. Yuliana Mancera Ortiz Coordinadora del Plantel Norte

Lic. María Dolores Trejo FerruscaCoordinadora del Plantel San Juan del Río

M. en H. Alfonso Bárcenas MorenoCoordinador del Plantel Colón

Lic. Javier Hernández OlveraCoordinador del Plantel Pedro Escobedo

Antrop. Víctor Alfonso Serna RamosCoordinador del Plantel Bicentenario

Lic. Diana Olvera RicoCoordinador del Bachillerato Semiescolarizado

I.S.C. Pedro Chávez BarriosCoordinador del Bachillerato a Distancia

M. en Ed. Andrea Celia García BayardoCoordinadora de Publicaciones

LABORATORIO DE QUÍMICA

Primera edición Julio de 2015

ISBN: En trámite

Escuela de Bachilleres Universidad Autónoma de QuerétaroCentro Universitario, Cerro de las Campanas Santiago de Querétaro, Qro. C.P. 76010


ELABORACIÓN Y REVISIÓN DE CONTENIDOS

Arreola Aguilar Arturo

García Bayardo Andrea Celia

Hernández Martínez María Luisa Martha

Lazo Mendoza Berenice

Mejía Velázquez Ma. del Carmen

Núñez Ramírez Ma. De Los Ángeles

Oceguera De la Parra Rosalía

Paredes Elías Graciela

Ramírez García Liliana Elizabeth

Rojas Miranda Cypatly

Sánchez Ibarra Claudia

Santiago Azpiazu Norma del Rocío

Trujillo Arias Ma. Teresa

Velasco Rojas Jazel Moisés


ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

Este libro ha sido elaborado para ayudar a cumplir con las necesidades de la asignatura que tiene por nombre Laboratorio de Química, la cual se cursa en el tercer semestre, como parte del eje de las ciencias experimentales, que conforman el plan de estudios de la Escuela da Bachilleres de la UAQ, pretendiendo aportar las bases para el desarrollo de las habilidades y conocimientos que dicho eje genera, para lograr la formación integral necesaria de los alumnos de este sistema.

Dicha formación está vinculada con el modelo basado en competencias de la RIEMS, de tal manera que cada práctica tiene como propósito el desarrollar algunas de las competencias genéricas con sus atributos y competencias disciplinares de las ciencias experimentales. Mismas que se especifican al inicio de cada una.

Este texto ha sido diseñado, por un lado, apoyándose en los conceptos desarrollados en los cursos teóricos de Química I y Química II que se imparten en el primer y segundo semestre respectivamente. Y por otro lado, se estructuró con la finalidad de desarrollar de manera constructiva el conocimiento de los instrumentos de laboratorio así como las propiedades tanto físicas como químicas de algunos de los materiales que existen en nuestro entorno.

Se inicia con el conocimiento de los instrumentos propios de laboratorio de química, dando una introducción para su uso de una manera sencilla. Después se tiene el aprendizaje de las propiedades físicas generales y específicas de materiales aplicando técnicas básicas y sencillas, con las que después será posible la relación con las propiedades químicas, como es el caso de la deducción del tipo de enlace químico.


Así se introduce después al concepto determinante de la ciencia química, es decir a las reacciones químicas. Se presenta la demostración de la ley de la conservación de la materia las reacciones ácido base, oxidación, reducción y fermentación. Culminan estas con reacciones de obtención de compuestos como jabón, Aspirina y un Polímero.

La metodología empleada cuida el sentido que va de lo general a lo particular, esto es va de los aspectos físicos a los químicos de los materiales, cuidando al principio con las prácticas guiadas y después de manera gradual lograr que sean los mismos alumnos quienes diseñen, investiguen y propongan su experimentación.

Se plantean también, de manera breve, generalidades y fundamentos teóricos de las propiedades de la materia a trabajar en cada práctica, así como una serie de lecturas o antologías que permitirán al alumno recabar información adecuada para comprender los procesos y elaborar un informe completo, todo ello con el objetivo de desarrollar las competencias propias de esta disciplina y coadyuvar en el desarrollo de las competencias genéricas del estudiante de Bachillerato de la UAQ.


UNIVERSIDAD AUTONOMA DE QUERETARO

ESCUELA DE BACHILLERES

ACADEMIA DE QUIMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA

METODOLOGÍA

La teoría constructivista postula que el conocimiento no puede ser transferido de una persona a otra, sino que debe ser construido activamente en la mente de cada estudiante, a través de interacciones con el ambiente (Bodner, 1986). El proceso de construcción del conocimiento, por tanto, requiere un esfuerzo o actividad mental (Saunders, 1992), de tal manera que no se puede presentar simplemente un material al estudiante y pretender que lo aprenda de una manera significativa (Driver, 1988). Exigir a los estudiantes un mayor esfuerzo mental significa que éstos deberían desarrollar aptitudes de mayor nivel cognitivo.

Una de las maneras que Shiland (1999) propone para incrementar la actividad cognitiva de los estudiantes en las prácticas de laboratorio y, por tanto, potenciar el desarrollo de procesos cognitivos más complejos, consiste en hacer que los estudiantes diseñen el procedimiento de las prácticas o bien reducir la información que se les facilita en los guiones de las mismas. El hecho de reducir esta información hace aumentar lo que se conoce como el nivel de abertura de una actividad práctica.

Varios autores abordan la propuesta de niveles de abertura para el trabajo de laboratorio, entre ellos (Herron 1971), cuya propuesta se muestra de manera sintética en el siguiente cuadro:

NIVELES DE ABERTURA

NIVEL NOMBRE OBJETIVO MATERIAL METODO SOLUCIÓNESTILO DE PRÁCTICA

0 DEMOSTRACIÓN DADO DADO DADO DADA EXPOSITIVO


1 EJERCICIO DADO DADO DADO ABIERTA EXPOSITIVO

2INVESTIGACIÓN ESTRUCTURADA

DADODADO TODO O EN PARTES

DADO EN PARTE O ABIERTO

ABIERTAINVESTIGACIÓ

N

3INVESTIGACIÓN

ABIERTADADO ABIERTO ABIERTO ABIERTA

INVESTIGACIÓN

4 PROYECTODADO EN PARTE O ABIERTO

ABIERTO ABIERTO ABIERTAINVESTIGACIÓ

N

Herron (1971)

El diseño de las prácticas, tomará en cuenta las siguientes consideraciones:

Competencias genéricas y disciplinares básicas de las ciencias experimentales básicas a desarrollar.

Grado de abertura de la práctica Diseño con base en la “V” heurística de Gowin

METODOLOGIA DE TRABAJO DEL LABORATORIO DE QUÍMICA

La asignatura de Laboratorio de Química es una vía fundamental para que el estudiante compruebe algunos de los conocimientos teóricos abordados previamente en las asignaturas de Química I y II, y otras disciplinas relacionadas. Las estrategias de trabajo planteadas en este texto, permiten al estudiante rescatar sus conocimientos adquiridos y aplicarlos durante el desarrollo de las prácticas, del tal forma que éstos adquieren significado en la consecución de su afirmación y construcción de nuevos conocimientos.

El docente, que acompaña en el proceso de enseñanza- aprendizaje, expone el programa de la asignatura, actividades generales, resalta los lineamientos generales de evaluación, calificación y acreditación, con base en la planeación didáctica que el área de química ha establecido para el curso de laboratorio de química, basado en Competencias, según el Sistema Nacional de Bachillerato en México.

El trabajo se realizará en equipos colaborativos, que ayuden a los estudiantes a implementar estrategias para el trabajo coordinado, así como generar los espacios que les faciliten la adquisición de competencias genéricas y disciplinares, a través del intercambio de información, recuperación de datos, construcción de diagramas de flujo, mapas mentales y/o conceptuales, tablas de datos, análisis de resultados, elaboración de bitácoras y reportes científicos entre otros, con el objetivo de coadyuvar al logro del perfil del egresado de la Escuela de Bachilleres de la Universidad Autónoma de Querétaro y escuelas incorporadas.


El enfoque metodológico estará centrado en el aprendizaje, más que en la enseñanza, por lo que el estudiante deberá complementar la información previa requerida para cada sesión, revisar la técnica y elaborar una ruta crítica para cada práctica, participar activamente en el desarrollo de la misma así como en el análisis de resultados y elaboración de conclusiones.

Una ruta crítica es una representación gráfica de un proceso. Se lleva a cabo a través de un diagrama de flujo o un diagrama de flechas, este último es el más utilizado en el desarrollo de las prácticas de laboratorio.

El diagrama de flechas indica el orden en que deben ser ejecutadas las actividades de un proyecto, permitiendo planificar y controlar su desarrollo, identificando las actividades que lo componen y determinando su ruta crítica, mediante una representación de red.


PRÁCTICA No. 1

MEDIDAS BÁSICAS DE SEGURIDAD Y NORMAS DE TRABAJO EN EL LABORATORIO DE QUÍMICA

COMPETENCIAS A DESARROLLAR

Genéricas

3. Elige y practica estilos de vida saludables.

Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo.

Disciplinares básicas

14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

Disciplinares extendidas

17. Aplica normas de seguridad para disminuir riesgos y daños a si mismo y a la naturaleza, en el uso y manejo de sustancias, instrumentos y equipos en cualquier contexto.

PROPÓSITO

Conoce las medidas básicas de seguridad y normas de trabajo que se aplican en el laboratorio de química para evitar riesgos en su integridad y en el entorno.

NIVEL DE ABERTURA

Nivel de abertura 0

PREGUNTA INICIAL

¿Qué requisitos debe cubrir el usuario de un laboratorio de Química para poder ingresar?


PREGUNTA DETERMINANTE

¿Por qué es necesaria la existencia de un reglamento de trabajo en un laboratorio escolar?

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Lea y analice cuidadosamente el Reglamento de Laboratorio de Química de la Escuela de Bachilleres de la UAQ1 que se presenta a continuación.

1. GENERALIDADES.

1.1.Las disposiciones de este REGLAMENTO rigen a todo el personal (maestros, alumnos y auxiliares) que desarrollen actividades en el mismo.

1.2.El uso de la bata larga y de manga larga y lentes de seguridad dentro del laboratorio es OBLIGATORIO.

1.3.Las personas que desarrollen alguna actividad en los laboratorios de química, vigilarán el debido cumplimiento de este reglamento.

2. FUNCIONES DEL MAESTRO DEL LABORATORIO.

2.1. Explicación de objetivos, cuestionamiento sobre generalidades y revisión de ruta crítica así como revisar el análisis de resultados y los cuestionarios para cada práctica.

2.2. Guiar al estudiante hacia la construcción de conceptos fundamentales, enfocados al tema problema.

2.3. Permanecer y asesorar activamente a los estudiantes durante el desarrollo de la práctica.

2.4. Revisar y corregir los informes de cada una de las prácticas realizadas.

3. ACTIVIDADES ACADEMICAS DEL ESTUDIANTE.

3.1. Obtener antes de realizar la práctica, la información necesaria sobre el fenómeno o práctica a desarrollar.

3.2. Proponer modelos que permitan explicar y reproducir los fenómenos a estudiar.

1 Propuesta basada en el reglamento que rigen los laboratorios de ciencias experimentales que entró en vigor a partir del semestre julio-diciembre de 1994.


3.3. Plantear y resolver problemas práctico-experimentales utilizando metodología propia de las ciencias naturales.

3.4. Discutir los resultados obtenidos y el método seguido para la solución del problema planteado.

3.5. Manejar correctamente los instrumentos y aparatos utilizados en el laboratorio.

3.6. Construir modelos y prototipos propios de la ciencia en estudio.

3.7. Entregar informes de cada una de las prácticas realizadas de acuerdo a los lineamientos establecidos en el anexo 2.

4. RESPONSABILIDADES DEL ESTUDIANTE DENTRO DEL LABORATORIO.

4.1. Presentación con bata a todas las prácticas.

4.2. Tendrá cinco minutos de TOLERANCIA después de la hora señalada EN SU HORARIO DE CLASES.

4.3. Será responsable personal y económicamente del material que reciba para realizar las prácticas.

4.3.1. El material dañado será repuesto con las características del original en un periodo de 8 días.

4.4. Guardará una conducta mesurada y tranquila para evitar accidentes y desórdenes académicos.

4.5. Queda prohibido terminantemente fumar, comer, ingerir bebidas o mascar chicle dentro del laboratorio.

4.5.1.El incumplimiento de los puntos 4.4 y 4.5 será motivo de anulación de la práctica o suspensión definitiva según sea el caso.

4.6. Al concluir la práctica deberá entregar el material limpio y completo, así como conservar limpia el área de trabajo.

5. MEDIDAS DE SEGURIDAD.

5.1. Para realizar el experimento deberá presentarse con el cabello recogido, zapato cerrado y pantalón.

5.2. No probar sustancias ya que pueden resultar venenosas.


5.3. Antes de usar un reactivo leer dos veces la etiqueta para asegurarse de su contenido. En caso de duda, pregunte al maestro antes de utilizar la sustancia.

5.4. Manejar con cuidado los reactivos y envases de los mismos, para evitar que se contaminen al manipular indistintamente las espátulas o cucharas de un envase a otro, así como sus correspondientes tapaderas.

5.5. Etiquete todo el material utilizado para identificar su contenido. Cuando interrumpa un experimento, etiquete los recipientes para identificar posteriormente su contenido.

Figura 1. Formas de etiquetar una sustancia

5.6. Al analizar el olor de una sustancia, no ponga la cara sobre la boca del recipiente; con la mano abanique el aroma hacia su nariz.

Figura 2. Manera adecuada de analizar el olor de una sustancia

5.7. Introducir con cuidado los tubos de vidrio y termómetros en los tapones (un error puede producir una dolorosa herida).

Figura 3. Manera adecuada de introducir un termómetro en un tapón.


5.8. Nunca deben calentarse probetas, matraces aforados o botellas simples, ya que se rompen fácilmente.

Figura 4. Instrumentos de laboratorio inadecuados para el calentamiento

5.9. Cuando caliente líquidos inflamables (revisar Anexo 1) utilice plato caliente en lugar de mechero.

5.10. Cuando se inflamen líquidos contenidos en matraces o vasos de precipitados, tapar la boca de éstos con un vidrio de reloj o cápsula de porcelana, así se extinguirá el fuego.

Figura 5. Extinción de flama en vaso de precipitados

5.11. Colocar el material caliente en lugares apropiados, cerciorándose de que está frío antes de tomarlo en sus manos.

5.12. Los tubos de ensayo no deberán calentarse por el fondo, sino por las paredes e inclinados.

Figura 6. Forma adecuada de calentar un tubo de ensayo


5.13. Cuando caliente un tubo de ensayo no lo apunte a sus vecinos para evitar proyectar su contenido.

5.14. Si diluye ácidos, y de manera particular el ÁCIDO SULFÚRICO, viértalo con cuidado sobre el agua procurando que resbale por las paredes del recipiente y al mismo tiempo agítelo constantemente. (No realice el proceso inverso, ya que se libera vapor en forma casi explosiva).

5.15. En caso de accidente con material corrosivo (revisar Anexo 1), límpiese, lávese inmediatamente las manos o la piel en donde recibió las salpicaduras con agua en abundancia e informe al profesor.

5.16. El ácido nítrico, lo mismo que otros ácidos, corroen las tuberías, por lo que antes de verterse, deberán diluirse. Conviene que siempre que se vierta a la tarja de lavado un líquido corrosivo, se mantenga la llave del agua abierta por unos minutos.

5.17. No arroje a las tarjas de lavado cuerpos sólidos, a menos que sean solubles en agua.

Figura 7. Uso inadecuado de las tarjas de lavado

5.18. Para evitar accidentes o desperfectos, no conecte aparatos ni cruce cables por simple curiosidad.

5.19. Si tiene dudas o inquietudes consulte inmediatamente al maestro.

6. RESPONSABILIDADES DEL AUXILIAR DE LABORATORIO.

6.1. Presentarse puntualmente y permanecer en su área de trabajo durante el desarrollo de la práctica. Sin interferir en las funciones del maestro.

6.2. Notificar a la Secretaría Académica la falta de equipo, material y reactivos o cualquiera de los servicios de agua, gas o energía eléctrica necesarios para la realización de las prácticas.

6.3. Tener aseado el laboratorio y el área de trabajo.

6.4. Mantener limpio y en buen estado el material y equipo de laboratorio.


6.5. Controlar el material y equipo utilizado en cada práctica, siendo responsable de su restitución en cada caso de desperdicio o pérdida. Dando un plazo hasta de 8 días para su reposición antes de reportarlo a la coordinación del plantel.

7. EVALUACION.

7.1. Los estudiantes serán evaluados con base en este reglamento y bajo los siguientes parámetros para cada práctica:

1. Generalidades y antecedentes teóricos . . . . . . . . . . . . . . 20 %

2. Ruta crítica2 y desarrollo experimental (requisito) . . . . 40 %

3. Análisis de resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 %

4. Informe (requisito) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 %

T o t a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 %

LOS PUNTOS 2 Y 4 SON REQUISITO PARA CONSIDERAR LA PRÁCTICA COMO REALIZADA

Estos porcentajes pueden variar, según la planeación didáctica elaborada por el área, que se entregará al inicio del curso.

8. ACREDITACION.

8.1. Para acreditar el laboratorio es necesario la asistencia al 80 % del total de las prácticas programadas y la acreditación del 80 % de las prácticas realizadas.

8.2. La calificación de la asignatura será obtenida por el promedio de las calificaciones de las prácticas realizadas.

8.3. La calificación final será aprobatoria de 6.0 a 10.0 y reprobatoria 0.0 a 5.9

8.4. Los alumnos que no obtengan calificación aprobatoria presentarán examen final teórico-práctico previa asesoría de su profesor.

2 Ruta crítica ver anexo 1


8.5. Para tener derecho a presentar examen final el alumno deberá haber asistido a un mínimo del 80% de las prácticas realizadas.

8.6. Para tener derecho a presentar examen extemporáneo el alumno deberá haber asistido a un mínimo del 80% de las prácticas programadas y a las asesorías correspondientes.

8.7. Los exámenes finales y/o extemporáneos, serán teórico-prácticos y se especificarán por escrito los valores o porcentajes de cada parte de los mismos al inicio de su aplicación.

9. TRANSITORIOS.

El presente reglamento entró en vigor a partir del semestre enero – julio de 2004 y será revisado a solicitud de cualquier miembro del área de química.

CONCLUSIONES

1. Enliste 5 medidas básicas de seguridad en el laboratorio y señale cuál es su importancia.

2. Investigue las precauciones de manejo que se deben considerar para los reactivos mencionados en la tabla de pictogramas de peligrosidad (Anexo 1).

3. Analice la etiqueta de algún sustancia del almacén de su laboratorio y determine lo siguiente:

a) Nombre y fórmula química de la sustancia.b) Clasificación de acuerdo con los pictogramas de peligrosidad.c) Precauciones generales de manejo.d) Posibles riesgos para la salud.


ANEXOS

ANEXO 1. Pictogramas de peligrosidad.

En las etiquetas de algunos reactivos pueden encontrarse 1 ó 2 de los pictogramas mostrados a continuación. Estos símbolos muestran, gráficamente, el nivel de peligrosidad de la sustancia etiquetada:

Corrosivos: las sustancias y preparados que, en contacto con tejidos vivos, puedan ejercer una acción destructiva de los mismos.

Irritantes: las sustancias y preparados no corrosivos que, por contacto breve, prolongado o repetido con la piel o las mucosas puedan provocar una reacción inflamatoria.

Tóxicos: la sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea en pequeñas cantidades puedan provocar efectos agudos o crónicos, o incluso la muerte.


Muy tóxicos: las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea en muy pequeña cantidad puedan provocar efectos agudos o crónicos o incluso la muerte.

Inflamables: las sustancias y preparados líquidos cuyo punto de ignición sea bajo.

Identifica a aquellas sustancias que se inflaman por un contacto breve con una fuente de ignición y después de haberse separado de dicha fuente de ignición continúan quemándose.

Fácilmente inflamables: las sustancias y preparados que:

puedan calentarse e inflamarse en el aire a temperatura ambiente sin aporte de energía, o

sólidos que puedan inflamarse fácilmente tras un breve contacto con una fuente de inflamación y que sigan quemándose o consumiéndose una vez retirada dicha fuente, o

en estado líquido cuyo punto de inflamación sea muy bajo, o que en contacto con agua o aire húmedo, desprendan gases

extremadamente inflamables en cantidades peligrosas.

Extremadamente inflamables: las sustancias y preparados líquidos que tengan un punto de inflamación extremadamente bajo y un punto de ebullición bajo, y las sustancias y preparados gaseosos que, a temperatura y presión normales, sean inflamables en el aire.

Identifica a aquellas sustancias que a temperatura ambiente y en contacto con el aire arden espontáneamente.


Explosivos: las sustancias y preparados sólidos, líquidos, pastosos o gelatinosos que, incluso en ausencia de oxígeno del aire, puedan reaccionar de forma exotérmica con rápida formación de gases y que, en condiciones de ensayo determinadas, detonan, deflagran rápidamente o, bajo el efecto del calor, en caso de confinamiento parcial, explotan.

Identifica a aquellas sustancias que pueden hacer explosión por efecto de una llama, choque o fricción.

Comburentes: las sustancias y preparados que, en contacto con otras sustancias, en especial con sustancias inflamables, produzcan una reacción fuertemente exotérmica.

Nocivos: las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan provocar efectos agudos o crónicos, o incluso la muerte.

Peligrosos para el medio ambiente: las sustancias o preparados que, en caso de contacto con el medio ambiente, presenten o puedan presentar un peligro inmediato o futuro para uno o más componentes del medio ambiente.


PRÁCTICA No. 2

CONOCIMIENTO Y USO DE INSTRUMENTOS DE LABORATORIO.


Genéricas

4 Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como

cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Disciplinares



Disciplinares extendidas

6.Utiliza herramientas y equipos especializados en la búsqueda, selección, análisis y síntesis para la divulgación de la información científica que contribuya a su formación académica.

15. Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los fenómenos naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.


PROPÓSITO

Ordena y clasifica materiales de acuerdo a su composición y usos.

Identifica las características, uso, manejo y cuidado del material que se emplea en un laboratorio de Química y lo aplica en el armado de algunos aparatos específicos de laboratorio.

GENERALIDADES.

La Química, al ser una ciencia experimental, requiere de la realización de mediciones de la materia , como masa y volumen, comprobar su composición mediante la determinación de propiedades específicas y manipularla, de manera que pueda estudiar su comportamiento, es decir, sus propiedades químicas frente a otra materia diferente.

Por lo general, las sustancias que se utilizan en el laboratorio son líquidas o en solución; debido a esto, es necesario utilizar materiales como: probetas, pipetas o buretas y en caso de no requerir precisión en las mediciones de volúmenes, vasos de precipitados.

Para realizar correctamente las mediciones de volumen en estos materiales se deben considerar las siguientes indicaciones: Cuando un líquido está contenido en un recipiente cilíndrico, la superficie del mismo no aparece de forma horizontal, sino que, debido a la acción de la gravedad, por un lado, y al fenómeno de adhesión, por otro, forma una superficie cóncava, cuya curvatura será tanto más cerrada cuanto menor sea el diámetro del recipiente. A esta curva se le da el nombre de “menisco”. Por lo anterior, cuando se miden volúmenes en recipientes cilíndricos, el valor se determina por la división de la escala del recipiente que coincida con la base del menisco (figura 1). Este proceso deberá realizarse manteniendo verticales estos materiales, o sobre una superficie horizontal.


Fig. 1. Medición correcta del volumen de un líquido

La pipeta es un instrumento de mayor precisión que la probeta, y se usa para facilitar el trasvase de cantidades exactas de líquidos de un recipiente a otro. Son tubos cilíndricos de diversos materiales y cualidades, algunas miden volúmenes fraccionarios y otras sólo uno, con mayor exactitud.

La absorción del líquido en la pipeta deberá hacerse siempre con una perilla de seguridad, independientemente de que el líquido sea o no sea corrosivo, por lo que será mejor acostumbrarse a hacerlo siempre de esta manera.

La bureta se utiliza cuando se desea añadir cantidades de líquido cuyo valor se necesita controlar para utilizarlo en posteriores cálculos.

El tubo de la bureta está dividido en décimas de centímetros cúbicos, por lo que es un instrumento muy exacto.

La posición correcta para manipular la bureta es sujetarla sobre el soporte de manera que podamos ver la escala graduada y de manera que podamos accionar la llave que libera o corta la salida de líquido.

En el laboratorio es frecuente emplear varios materiales simultáneamente en una estructura que se denomina "aparato de laboratorio", siendo uno de ellos el “aparato de destilación”. Otros ejemplos son el empleado “para la determinación de puntos de ebullición, o para determinar el puto de fusión”, el Soxhlet o aparato de reflujo, etcétera.

APARATO DE DESTILACIÓN

De los aparatos empleados en el laboratorio, es del de destilación del que mencionaremos algunas consideraciones importantes. La destilación consiste en calentar un sistema líquido y condensar sus vapores. Cuando se trata de separar una mezcla, la temperatura de destilación debe controlarse con total atención para conseguir una correcta separación.


Normalmente los aparatos de destilación van provistos de termómetro para conocer la temperatura de la mezcla o de los vapores que se desprenden, de aquí la importancia de su localización en este aparato.

Uno de los aspectos que se deben cuidar es la temperatura del agua de refrigeración, ésta debe ser adecuada para que el líquido que se destila se condense adecuadamente, de otra manera se perderán vapores de la sustancia que nos interesa condensar. Por último, debe tener precaución en recibir el destilado en el recipiente adecuado para evitar derrames o pérdidas de esta sustancia.

Figura 2 Aparato de destilación

Lleva pinzas para matraz y pinzas de tres dedos para condensador, además de rejilla de asbesto y dos soportes universales.

Observe las mangueras: La entrada de agua al condensador es por la parte más baja del mismo. La salida es por la parte más alta para que se llene completamente.

Termómetro: el bulbo del termómetro debe colocarse a la altura del tubo de desprendimiento del matraz de destilación.

Refrigerante o condensador: condensa la sustancia evaporada.

Matraz de destilación: se coloca la mezcla a separar insertándose en él el termómetro y el condensador.

Matraz Erlenmeyer: recibe sustancia condensada.

Soporte universal: aparatos de sostén donde pueden ir varios tipos de pinzas, aro y tela de asbesto.

Mechero Bunsen: proporciona la energía calorífica.

Aparato de destilación con plato caliente:

Aparato de destilación con plato de calentamiento.


Matraz de destilación

Matraz Erlenmeyer

Condensador

Mechero de Bunsen

Se usa para calentar sustancias inflamables, reduciendo riesgos al no tener una flama directa en el material.

MECHERO DE BUNSEN

En el trabajo de laboratorio, en muchas ocasiones es necesario suministrar calor para efectuar las reacciones. La fuente de calor depende del proceso que hemos decidido desarrollar, ésta puede ser un mechero Bunsen, una placa caliente, o mechero de alcohol (lámpara de alcohol), en el laboratorio de Química se trabaja con frecuencia con el primero, el cual, al igual que la mayoría de los diferentes tipos de mecheros Bunsen, consta de un tubo para el suministro de gas, una cámara para el mezclado de gases: combustible y comburente3 y, un collarín que permite regular la cantidad de este último que entra a la cámara de mezclado.

El gas combustible de uso común para estos artículos es el LP (Licuado del petróleo) que contiene en mayor proporción butano. Este gas es suministrado al mechero (ver figura) a través de la entrada de gas, el cual sale por un orificio pequeño a una cámara de mezclado de aire, etapa necesaria para la realización de la combustión; esta mezcla gas – aire, en las proporciones adecuadas, propiciará una combustión completa y, por lo tanto, una mayor eficiencia en el suministro de calor. La parte del mechero que sirve para regular la cantidad de aire que entra para mezclarse con el gas es el collarín, realizándose la combustión en la parte superior del tubo mezclador de gases del mechero.

3 Se le denomina comburente a la sustancia que favorece la combustión, en este caso se trata del aire.


Fig. 3. Mechero de Bunsen.

Considerando que el gas butano es el que se lleva a la combustión, mediante el oxígeno del aire, la reacción química que se verifica es una oxidación completa en la que se produce bióxido de carbono (CO2) y vapor de agua; pero, si el oxígeno es insuficiente o pobre el suministro de aire, será una combustión incompleta y los átomos de carbono del butano se oxidan sólo hasta monóxido de carbono (CO), con la consecuente disminución de temperatura de la flama y calor al proceso en el que estamos trabajando.

La flama es una manifestación de esta combustión, la que está constituida por dos conos concéntricos; el cono interior azul es la zona donde la mezcla de gases se precalienta y está próxima a la combustión; la ignición del combustible se produce en la superficie del cono azul. El cono superior de color pálido, es la zona donde la temperatura de la flama es mayor.


Fig. 4. Zonas de calentamiento.

NIVEL DE ABERTURA

Nivel de abertura 1

PREGUNTA INICIAL

¿De qué tipo de vidrio están fabricados los recipientes que se utilizan para hornear alimentos en horno convencional?

ANTECEDENTES CONCEPTUALES

Composición y propiedades comparativas del vidrio común, vidrio de borosilicato (tipo pyrex) y porcelana.

Concepto de volumen y sus unidades internacionales.

Concepto de masa y sus unidades internacionales.


¿Qué criterios se consideran para la elección del material de laboratorio en un proceso determinado? Discuta 3 de ellos.

SEGURIDAD:

Tenga cuidado al manejar los materiales, especialmente los de vidrio ya que son frágiles.

Al realizar las sesiones experimentales debe seguir los pasos en el orden establecido para evitar un accidente grave al prender el mechero.


Asegúrese de apretar correctamente las pinzas al armar el aparato de destilación, en la última parte de esta práctica, para evitar la ruptura de los instrumentos de vidrio o derramar líquidos.

Deberá llevar una franela de algodón para manipular los materiales calientes.


A) Reconocimiento y clasificación de los principales instrumentos de laboratorio:

Observe los instrumentos de laboratorio que le presentará el maestro y consulte en diferentes fuentes para complementar la información sobre los diferentes materiales.

Con la información analizada llene una tabla como la siguiente, de 3 columnas, que incluya: A) Nombre del instrumento de laboratorio y tipo de material con el que está elaborado, características y usos del instrumento; B) Foto; C) Dibujo a mano, tipo diagrama, del mismo instrumento.

Si necesita puede ampliar la tabla siguiente usando ésta como referencia o utilizarla tal y como está y rellenarla con el tipo de material y el dibujo sencillo, tipo diagrama.

Llene la parte que dice “material del instrumento” diferenciando claramente los materiales de los que está hecho cada instrumento según los siguientes criterios:

a) Materiales de vidrio de borosilicato,

b) Materiales de vidrio común,

c) Materiales de porcelana,

d) Material de metal,

e) Material de plástico o látex

f) Aparatos especiales o equipo de laboratorio.

INSTRUMENTOS Y APARATOS DE USO COMÚN EN EL LABORATORIO DE QUÍMICA

INSTRUMENTOS DE VIDRIO

NOMBRE FOTO DIBUJO O DIAGRAMA


CARACTERÍSTICAS Y USOS

MATRAZ ERLENMEYER

Recipiente de vidrio con la boca más estrecha que el fondo. Se utiliza para mezclar disoluciones que deben ser agitadas durante una titulación o neutralización. No mide volúmenes exactos.

Material del instrumento:

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MATRAZ AFORADO

Recipiente de vidrio con un tubo estrecho en la parte superior en el que hay una muesca indicando con exactitud la medida de un volumen total. Sirve para preparar disoluciones de concentración conocida y exacta.


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MATRAZ KITASATO

Similar al matraz erlenmeyer pero tiene un orificio a unos 2 cm de su parte superior para poder extraer los gases que se produzcan en su interior. Sirve para realizar ensayos de destilación, recolección de gases en cuba hidroneumática y filtraciones rápidas con bomba de vacío.


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MATRAZ DE BOLA DE FONDO PLANO

Matraces esféricos fabricados en vidrio de gran resistencia al choque térmico.. Debido a su espesor de pared uniforme, son adecuados como recipientes para calentar medios. Gracias al fondo plano se puede apoyar sobre una superficie. No tiene graduación.


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MATRAZ DE DESTILACIÓN

Tiene tres componentes principales: la base esférica, un cuello cilíndrico y un brazo conector cilíndrico. Se utiliza para separar mezclas de dos líquidos con diferentes puntos de ebullición.


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TUBOS DE DESPRENDIMIENTO

Tubo de vidrio en forma de U o L. Se utiliza para conectar aparatos así como para la liberación de gases en una transformación física o química.


___________________________

VIDRIO DE RELOJ

Pieza circular, ligeramente cóncavo-convexo de vidrio. Utilizado como una superficie para evaporar un


líquido, para mantener los sólidos mientras son pesados, o como una cubierta para un vaso de precipitados .


___________________________

CRISTALIZADOR

Consiste en un recipiente de base ancha y poca estatura. Sirve para cristalizar el soluto de una solución, por evaporación del solvente.


___________________________

VASO DE PRECIPITADO

De forma cilíndrica con fondo plano. Se encuentran graduados. pero no calibrados, esto provoca que la graduación sea inexacta. Sirve para contener líquidos o sustancias, para así poder disolverlas, calentarlas, enfriarlas, etc.


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GOTEROS

Es un tubo hueco cerrada por la parte superior por una perilla o dedal de goma. Se utilizan para añadir reactivos, líquidos indicadores o pequeñas cantidades de producto de un recipiente a otro.



__________________________

PROBETA

Recipiente de vidrio para medir volúmenes. Su precisión es bastante aceptable, aunque por debajo de la pipeta. Las hay de una gran gama de capacidades.


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PIPETA VOLUMÉTRICA

Pipetas Aforadas o de enrase.

Sólo sirven para medir el volumen que se indica en la pipeta. Son de gran exactitud. Se usan con una perilla.


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PIPETA GRADUADA

Son tubos de vidrio graduados para medir diferentes volúmenes. Son de gran precisión. Las hay de capacidades muy diferentes graduadas en ml. (las más precisas miden μI).

Sirven para poder medir cualquier volumen inferior al de su máxima capacidad. Se usan con una perilla.



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AGITADOR DE VIDRIO

Se emplea para facilitar la disolución de sustancias mediante agitación directa. Son varillas de vidrio, nunca huecas, que por ser de vidrio resistente se emplean en calentamientos moderados de sustancias.

Su material es poco reactivo frente a la mayoría de las sustancias.


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BURETA

Material de vidrio para medir volúmenes con toda precisión. Se emplea, especialmente, para valoraciones o neutralizaciones. La llave sirve para regular el líquido de salida.


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CONDENSADOR O REFRIGERANTE:

Aparato de laboratorio de vidrio, que se usa para condensar los vapores que se desprenden del matraz de destilación, por medio de un líquido refrigerante que circula por este.


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EMBUDO DE VIDRIO:

Se emplea para vaciar líquidos o disoluciones de un recipiente a otro y también para filtrar empleando un filtro de papel cónico o plegado.


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EMBUDOS DE DECANTACIÓN O SEPARACIÓN:

Pueden ser cónicos o cilíndricos. Con llave de vidrio o de teflón. Se utilizan para separar líquidos, inmiscibles, de diferente densidad.


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TUBOS DE ENSAYO O ENSAYE:

Recipiente de vidrio de fondo curvo. Los hay de varios tamaños cuyos largos y anchos se miden en mm. Sirven para hacer pequeños ensayos en el laboratorio. Se pueden calentar, con cuidado, directamente a la llama. Se deben colocar en una gradilla para evitar derrames. Pueden taparse con corchos o tapones especiales de rosca



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TERMÓMETRO:

Instrumento que mide la temperatura en grados Celsius o Fahrenheit.

No debe someterse a cambios bruscos de temperatura.


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LÁMPARA DE ALCOHOL

Permite calentar sustancias a fuego directo pero a temperaturas moderadas.


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FRASCOS DE VIDRIO COLOR ÁMBAR

Son frascos de color café oscuro (ámbar) que permiten guardar reactivos y sustancias, protegiéndolos de la acción oxidante de la luz.


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MATERIAL DE PORCELANA, PLASTICO Y LÁTEX DE LABORATORIO DE QUIMICA

NOMBRE

CARACTERISTICAS Y USOS

FOTO DIBUJO O DIAGRAMA

MORTERO.

Elaborado con gruesa porcelana sirve para pulverizar diversas sustancias, así como para mezclarlas.


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CÁPSULA

Se utiliza para calentar, llevar a cabo reacciones, evaporar, cristalizar y mezclar sustancias.


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CRISOLES

Por su gran resistencia a la temperatura se usan para calentar en hornos y determinar cenizas de muestras y para fundir sustancias


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EMBUDO BUCHNER.

Se utiliza en la filtración de sustancias que tienen partículas muy pequeñas. Se coloca un papel filtro en la base.


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ESPÁTULA-CUCHARA PLANA.

Se transportan sustancias con altas temperaturas de un recipiente a otro


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PERILLA

Existen dos tipos de peras: Las que son de goma blanda en toda su composición y las que son de plástico más duro y que están constituidas por una rueda, con la cual se succiona el líquido, y una palanca con la cual se vierte. Se utiliza en los laboratorios con el fin de succionar un líquido y vaciar con precisión al utilizarla con las pipetas.



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PIZETA

Es un recipiente que se utiliza para contener líquidos y vaciarlos con chorro controlado en un tubo o probeta al apretar el recipiente.


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PROBETA DE PLÁSTICO

Es un recipiente cilíndrico graduado con volúmenes fraccionarios. Sirve para contener o medir volúmenes aproximados y vaciarlos con facilidad. Su precisión es menor que las de vidrio.


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LENTES DE SEGURIDAD

Se utilizan para proteger los ojos de posibles proyecciones durante las reacciones


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GUANTES.

Hechos de látex. Se usan para proteger las manos de sustancias peligrosas.


No protegen del calor de la fama o materiales.


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MANGUERAS

Se usan para conducir agua o gas, así como conectar entre sí algunos instrumentos.


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MATERIAL METÁLICO.

PINZA PARA CONDENSADOR O PINZA DE TRES DEDOS (con nuez)

Pinza ajustable al condensador o refrigerante que se sujeta también al soporte universal con una pieza metálica llamada nuez que le da movilidad


ANILLO DE HIERRO

Es un anillo circular de fierro que se adapta al soporte universal. Sirve como soporte de otros utensilios como vasos de precipitados, embudos de separación, etcétera. Se utilizan junto con la rejilla de asbesto para calentar directamente al fuego.

SOPORTE UNIVERSAL.

Es un utensilio de hierro que permite sostener varios recipientes o dispositivos

TELA DE ASBESTO

Es una tela de alambre de forma cuadrangular con la parte central recubierta de asbesto, con el objeto de lograr una mejor distribución del calor. Se utiliza para sostener utensilios que se van a calentar en el aro o tripié.

PINZAS PARA MATRAZ DE DESTILACIÓN y/o BURETA

Pinzas para sostener el matraz de destilación al soporte universal. Puede ajustarse la presión para sujetar y el ángulo en el que se colocará el matraz.

También sirven para sujetar verticalmente una bureta pero sus


extremos deben ser poco combos.

PINZAS PARA BURETA

Las hay sencillas y dobles.

Permiten sostener una o dos buretas en posición perfectamente vertical y quitarlas y ponerlas con rapidez para hacer valoraciones consecutivas.

PINZAS PARA CRISOL

Permiten sujetar crisoles que se encuentran a altas temperaturas.

GRADILLA

Utensilio que sirve para colocar tubos de ensayo. Este utensilio facilita el manejo de los tubos de ensayo. Son fabricadas de madera, metal o plástico.


PINZAS PARA TUBO DE ENSAYO

Permiten sujetar tubos de ensayo y calentarlos por poco tiempo.

PINZAS PARA VASOS DE PRECIPITADO

Estas pinzas permiten sujetar vasos de precipitados calientes, pero debe tenerse cuidado con el peso de éstos al contener líquidos.

TRIPIÉ

Son utensilios de hierro que presentan tres patas y se utilizan para sostener materiales que van a ser sometidos a un calentamiento

MECHERO DE BUNSEN

Este mechero de gas que debe su nombre al químico alemán ROBERT W. BUNSEN. Puede proporcionar una llama caliente (de hasta 1500 grados centígrados), constante y sin humo, por lo que se utiliza mucho en los laboratorios. Está formado por un tubo vertical metálico, con una base, cerca de la cual tiene la entrada de gas, el tubo también presenta un


orificio para la entrada de aire que se regula mediante un anillo que gira.

CUCHARILLA DE COMBUSTIÓN.

Es un utensilio que tiene una varilla de 50 cm de largo. Se utiliza para realizar pequeñas combustiones de sustancias para observar, por ejemplo, el tipo de flama.

ESPÁTULA

Es un utensilio que permite tomar sustancias químicas. Con ayuda de este utensilio evitamos que los reactivos se contaminen.

PINZAS PARA TERMÓMETRO

Permiten sujetar el termómetro a un soporte universal.


APARATOS Y EQUIPOS USADOS EN EL LABORATORIO DE QUIMICA

NOMBRE

CARACTERÍSTICAS Y USOS

FOTOS DIBUJO

BALANZA GRANATARIA:

Es un aparato basado en métodos mecánicos para medir el peso tiene una sensibilidad de una décima de gramo.

Debe calibrarse antes de iniciar.

BALANZA ELECTRÓNICA

Sirve para pesar con gran precisión sustancias de poca masa

BALANZA ANALÍTICA

Es un aparato que está basado en métodos mecánicos tiene una sensibilidad de hasta una diezmilésima de gramo.

La muestra se maneja dentro de una caja de vidrio para evitar variaciones por el aire, contaminaciones, etc.


APARATO FISHER-JOHNS:

Permite determinar el punto de fusión de sustancias orgánicas sólidas.

APARATO PARA FILTRACIÓN:

La filtración es una técnica que permite separar los sólidos presentes en un medio líquido, en función del tamaño de las partículas sólidas. Haciendo pasar ésta a través de un medio poroso (denominado en este caso papel filtro).

CONDUCTÍMETRO:

Dispositivo diseñado para medir la conductividad de una disolución. Consiste en un par de electrodos conectados en un circuito simple con un foco que indicará el paso de la corriente eléctrica.


APARATO DE DECANTACIÓN

Sirve para realizar la separación una mezcla heterogénea formada por dos líquidos inmiscibles (sustancias que no se disuelve, que quedan en fases separadas).

APARATO PARA TITULACIÓN O NEUTRALIZACIÓN DE UNA SOLUCIÓN

Sirve para vaciar de manera controlada, con una bureta, una solución de pH opuesto, sobre otra que se desea valorar.

PLATO CALIENTE O PARRILLA ELÉCTRICA

Permite calentar sustancias. Algunos tienen además un agitador magnético integrado que funciona colocando una cápsula de metal forrada de plástico dentro el líquido a agitar.

POTENCIÓMETRO O MEDIDOR DE PH

Es un aparato que permite medir que tan alcalina (básica) o ácida esta una sustancia


APARATO DE DESTILACIÓN:

La destilación es una técnica de separación basada en los diferentes puntos de ebullición de los componentes de una mezcla homogénea.

Consiste en hacer hervir la disolución y condensar los vapores producidos

DIBUJO O DIAGRAMA:


B) Encendido y manipulación del mechero Bunsen.

1. Conecte una manguera de látex por un extremo a la entrada lateral del mechero y por el otro a la llave del suministro de gas.

2. Encienda un cerillo.

3. Lleve la flama del cerillo al extremo superior del mechero, aproximándola lateralmente (si la flama del cerillo se coloca en medio, el flujo de gas apagará la flama) y abra después la llave del gas.

4. Cierre las entradas de aire y ajuste el flujo de gas de tal manera que la flama tenga unos 10 centímetros de altura.

5. Observe que la flama es amarilla y luminosa.

6. Enseguida abra el acceso de aire con el collarín, hasta observar que la flama forma dos conos concéntricos y dibújelos con los colores observados.

C) Armado de un aparato de destilación.

a. Manipulando con precaución el termómetro y el matraz de destilación, arme cuidadosamente un aparato de destilación (vea el diagrama del inicio).

b. Abra lentamente la llave del agua hasta que se llene el condensador o refrigerante. Observe que la entrada del agua sea por el lado adecuado, de lo contrario no se llenará el condensador totalmente.

INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

1) ¿Por qué es necesario alimentar el agua de refrigeración en un sentido en vez del otro en el refrigerante?

2) ¿Qué papel tiene el termómetro en un aparato de destilación?


BIBLIOGRAFÍA

Burns, A. Ralph (2003). Fundamentos de Química, editorial Pearson Prentice Hall, México.

Dingrando, Laurel (2005). Química “Materia y Cambio”, editorial Mc Graw Hill, Colombia

Espriella, Andrés (2002). Química Inorgánica, México.

Phillips, S. John ((1999). Química “conceptos y Aplicaciones”, editorial Mc. Graw Hill, México.

Recio, Francisco (2008). Química inorgánica, editorial Mc Graw Hill, México.

NOTAS DE EVALUACIÓN:

Instrumentos:

a) Tabla con los dibujos completos. Este trabajo es personal.

Rúbricas:

A) Completo

Presenta los diagramas de todos los instrumentos claramente trazados y diferenciados.

Identifica por escrito, el material del que está hecho cada instrumento.

B) Parcial

Presenta la mayoría de los diagramas de los instrumentos claramente trazados y diferenciados. Le faltan de 1 a 3 diagramas.

Identifica por escrito la composición de la mayoría de los instrumentos de laboratorio. Le falta completar de 1 a 3

C) Muy Incompleto

Presenta algunos de los diagramas de los instrumentos claramente trazados y diferenciados y otros no corresponden o faltan esquemas.

Identifica por escrito la composición sólo de algunos de los instrumentos de laboratorio o ninguno.

b) Relacionar los materiales estudiados con las reglas de seguridad mediante la resolución de un cuestionario. Este trabajo es en equipo.

Propuesta de cuestionario:


Escuela de Bachilleres de la UAQ Equipo:_____ Grupo:_____

Laboratorio de química.

Cuestionario de las prácticas 1 y 2

Selecciona la respuesta correcta en el paréntesis:

1) Para calentar líquidos inflamables se debe usar…

a) Plato caliente b) lámpara de alcohol c) Mechero de Bunsen d) Horno o mufla a baja temperatura

2) El tiempo de tolerancia de entrada al laboratorio es de….

a) 15 minutos b) 10 minutos c) 5 minutos d) no hay tolerancia

3) Los alumnos que soliciten un material serán responsables del mismo…

a) Solo durante la sesión. Su daño es considerado un desgaste normal.

b) No. El auxiliar de laboratorio es responsable.

c) Personal y económicamente. Solo el que lo solicitó es responsable.

d) Personal y económicamente. Todo el equipo será responsable de su reposición.

4) Los tubos de ensaye deben calentarse ….

a) Inclinados y por las paredes, no por el fondo.

b) Suavemente y por el fondo para evitar proyecciones.

c) En cualquier posición, mediante mechero de Bunsen o lámpara de alcohol.

d) No deben calentarse. Solo son para observación de una reacción.

5) Al diluir ácido sulfúrico con agua, se debe añadir el ácido de la siguiente forma…

a) Por las paredes del recipiente, sobre el agua ya añadida previamente y lentamente, con agitación continua

b) Primero vaciar el ácido en el recipiente y luego se añade el agua por las paredes, lentamente.

c) Al mismo tiempo que el agua, lentamente y permitiendo una mezcla lenta

d) El orden de agregado es indistinto.


6) La persona encargada de Notificar a la Secretaría Académica la falta de equipo, material y reactivos o cualquiera de los servicios de agua, gas o energía eléctrica necesarios para la realización de las prácticas es

a) El docente b) El auxiliar de laboratorio o laboratorista.

c) La coordinación del plantel.

d) El estudiante

7) Según el reglamento, para tener derecho a calificación final el alumno debe tener el 80% de prácticas realizadas y…

a) 80% de prácticas acreditadas

b) 80% de asistencias

c) 80% de trabajos realizados

d) Estar inscrito en el semestre

8) Durante las prácticas, sólo una de las situaciones siguientes no es motivo de anulación de la práctica:

a) No presentarse con el material de trabajo completo

b) Consumir alimentos o bebidas dentro del lab. y no tener una conducta adecuada y/o mesurada

c) Cuando los resultados de la práctica no son los correctos.

d) No terminar la práctica o no entregar los resultados.

COMPLETA

A) Para desechar un líquido corrosivo o ácido se debe ____________________________________________________________________________________________________

B) Si el líquido o sustancia contenida en un recipiente se inflama, se debe …____________ _______________________________________________________________________

C) ¿Cómo se desechan los sólidos en el laboratorio?_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

D) Para analizar el olor de una sustancia se debe… ________________________________

_______________________________________________________________________


Completa la tabla

Señalización: Indica:

Xi

Nocivo

Daño para la salud

F+

Completa:

1) El vidrio de borosilicato (por ejemplo el Pyrex) está compuesto de

_________________________________________________________________________que son sustancias que le dan mayor ___________________________________________

______________________________________________________________que el vidrio común.

2) La porcelana tiene una ventaja sobre el vidrio: _______________________________

_______________________________ aunque tiene las desventajas de ______________

___________________ y de _____________________________ (comparativamente con el vidrio).

3) Para medir un volumen, los materiales adecuados son: _______________________, _____________________ y ____________________ , las unidades de medición más usadas son los ________ o los __________ que son equivalentes de igual magnitud.

4) Para evitar el error de paralaje se debe poner la vista al nivel de ________________________ y de ________________________. La medida la indica la parte __________________________ del menisco del líquido.

5) Para medir el peso o masa de una sustancia se debe usar un recipiente previamente pesado, usando una balanza llamada____________________ para pesos pequeños y una balanza del tipo _______________________ para pesos mayores o pesos que tendrán variaciones durante un experimento.


6) La zona más caliente del mechero es:_______________________________________. Para encenderlo se debe cerrar el collarín o abrirlo muy ligeramente, luego se enciende el cerillo y se acerca de lado, no encima, del mechero, luego _________________________________________________________________.

Ya encendido, se ajusta la altura de la llama con ____ _________ y el color de la misma con _____ ________________ hasta observar dos conos de color en la llama.


PRÁCTICA No. 3MEDICIONES FUNDAMENTALES: MASA, VOLUMEN Y

DENSIDAD


Genéricas

7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.

Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos.


Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

Disciplinares

4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.


Disciplinares Extendidas

5. Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo problemas relacionados con las ciencias experimentales.

6. Utiliza herramientas y equipos especializados en la búsqueda, selección, análisis y síntesis para la divulgación de la información científica que contribuya a su formación académica.

8. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos.



PROPOSITOS

Reconoce a partir de una serie de actividades experimentales, las propiedades físicas de la materia en diferentes sustancias de uso común.

Medir magnitudes como el volumen y la masa para determinar densidad.

Reflexiona acerca de cómo puede obtener la densidad de la materia en estado sólido o líquido.

Utiliza y maneja instrumentos de medición como son la balanza y la probeta.

GENERALIDADES

La materia, definida como todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, y consecuentemente que tiene masa y volumen, está sujeta a la interacción entre sus moléculas y las de otras sustancias. Estas interacciones determinan el grado de compactación de sus moléculas, y por consecuencia, el estado físico que presenta.

Las características de la materia que sirven para definirla y diferenciarla se las denomina propiedades. Entre las propiedades de la materia se pueden distinguir propiedades físicas y propiedades químicas. Las propiedades físicas constituyen aquellas propiedades de los cuerpos que pueden medirse o apreciarse sin producir ninguna alteración en la constitución de la materia, mientras que en las propiedades químicas implican una alteración en la constitución de la materia.

Una propiedad física de los sólidos, líquidos y gases de mucha importancia y de gran utilidad en la química es la densidad. Para determinar la densidad se debe medir la masa y el volumen del cuerpo, dos magnitudes que se pueden medir con diferentes instrumentos.

La masa es la cantidad de materia que contiene un cuerpo, entendiendo como cuerpo un “trozo” o fragmento de materia. La masa de un cuerpo es una propiedad física más confiable que el volumen; la masa se mide con un instrumento llamado balanza, y, a que en algunas unidades de medición (como los g) es equiparable al peso (en nuestro planeta preferentemente al nivel del mar).

El volumen es el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio, y es otra propiedad física general de la materia, susceptible de variaciones por efecto de la temperatura y la presión; esta variación es muy pequeña en el caso de los sólidos, mayor en el caso de los líquidos y, notoriamente grande en el caso de los gases.

Es común expresar la masa de una sustancia en términos de su densidad (ρ), que es la masa (m) por unidad de volumen (v): ρ = m / v.


En la razón ρ = m / v se considera al Volumen como la medida del espacio ocupado por la masa, para su determinación en un cuerpo geométrico, se aplican las ecuaciones geométricas correspondientes, en caso contrario, se puede aprovechar la propiedad de la materia llamada impenetrabilidad y por medio de una práctica de laboratorio, determinar el volumen correspondiente (recordar la anécdota que antecede al “Principio de Arquímedes”).

La densidad denominada también densidad absoluta, se obtiene a partir de la ecuación anteriormente propuesta, y se define como “la razón (cociente) de la masa de un cuerpo al volumen. Por lo general, la densidad de los líquidos y sólidos se expresa en gramos por centímetro cúbico o en gramos por milímetro; mientras que la densidad de los gases se expresa en gramos por litro. En el sistema S.I. la unidad fundamental es el kilogramo por metro cúbico.

El Sistema Internacional de Unidades, conocido universalmente como SI (del francés Système International d´Unités). El SI fue establecido y definido por la Conferencia General de Pesas y Medidas, y la 11ª CGPM en 1960. Proporciona las unidades de referencia aprobadas internacionalmente, en función de las cuales se definen todas las demás unidades. Se recomienda su utilización en la ciencia, la tecnología, la ingeniería y el comercio.

Los símbolos de las magnitudes generalmente son letras solas, de los alfabetos griego o latino, impresas en cursiva. Se trata de recomendaciones. Los símbolos de las unidades son obligatorios. Las magnitudes básicas empleadas en el SI son longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura termodinámica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa. Las magnitudes básicas se consideran independientes, por convención. Las unidades básicas correspondientes del SI, elegidas por la CGPM, son el metro, el kilogramo, el segundo, el amperio, el kelvin, el mol y la candela.

La aplicación de estas propiedades físicas de la materia, son de gran utilidad en el desarrollo de la industria en general, de ahí la importancia de comprobar en el laboratorio, a partir de prácticas ex profeso, los conceptos teóricos en este rubro. Al mismo tiempo, que le permitan al estudiante diferenciar las sustancias de uso cotidiano por sus propiedades físicas, reconociendo su utilidad, riesgo e impacto en su contexto.

NIVEL DE ABERTURA

Nivel de abertura 1

PREGUNTA INICIAL

¿Qué propiedad intensiva de la materia considera relevante para esta práctica?



Propiedades físicas de la materia.

Estados de agregación de la materia.

Densidad de los materiales y su relación con la densidad del agua como referente.

Simbología adecuada para la representación de unidades del SI.


¿Cuál es la relación de la densidad con los estados de agregación de la materia?

SEGURIDAD

Se recomienda precaución al momento de manipular el material de vidrio.

MATERIAL DE LABORATORIO Y RECURSOS

Probetas Balanza granataria Agua Sustancias líquidas Sólidos irregulares de diferentes tamaño



Para líquidos

1. Calibre la balanza granataria.2. Pese una probeta vacía. Registre el dato obtenido en su cuaderno.3. Mida un volumen menor a 20 mL de las sustancias líquidas propuestas.4. Pese la probeta con el líquido. Registre el dato obtenido en su cuaderno. 5. A continuación, ejecute la siguiente operación: al valor de la probeta con líquido le

resta el valor de la probeta vacía, este número corresponde al valor de la masa del líquido.

6. Escribe el valor en la columna de la tabla 1.7. Teniendo el valor del volumen y de la masa, realice las operaciones necesarias para

determinar la densidad de cada reactivo.8. Registre el valor en la columna correspondiente de la tabla 1.

Para sólidos

1. Calibre la balanza.2. Pese el trozo del sólido asignado. Registre el dato obtenido en la columna adecuada

de la tabla 1.3. Con una probeta mide un volumen de agua lo más exacto posible, evite llenarla.

Registre este valor en su cuaderno.4. Agregue el sólido a la probeta con agua.5. Determine el volumen de agua desplazado, restando el valor de la probeta con el

sólido al valor de la probeta con agua. Escriba el dato obtenido en la columna correspondiente de la tabla 1.

6. Con los valores de la masa y el volumen de los sólidos, realice las operaciones para determinar la densidad de cada uno de los sólidos.

7. Registre el valor en la columna correspondiente de la tabla 1.

Tabla 1

Sustancia Masa (g) Volumen (mL) Masa/Volumen (g/mL)

Agua

Alcohol etílico

Glicerina

Aceite

Cobre


Aluminio

8. Con ayuda de los resultados de las Tablas números 1 y 2 establezca la relación entre los estados físicos de la materia y la densidad. Explique.

Tabla 2

Sustancia Estado Físico Densidad (masa/volumen) g/mL (*)

Platino Sólido 22.4

Cobre Sólido 8.96

Leche Líquido 1.04

Agua Líquido 1.0

Oxígeno Gas 0.001429

Aire Gas 0.001293

Etanol Líquido 0.7893

Aluminio Sólido 2.7

Aceite de Cártamo Líquido 0.92

* Valores determinados a 20º C

ANÁLISIS DE RESULTADOS

1. ¿Qué se entiende por estado de agregación?

2. ¿Qué relación existe entre los estados de agregación de la materia y el grado de dispersión de las moléculas que los conforman?

3. Si tenemos 2 cubos, uno de madera y otro de plomo de las mismas dimensiones, el cubo de madera es más ligero que el de plomo, de aquí podemos concluir en relación a la densidad que:

4. ¿Qué es la densidad?

5. ¿Qué relación existe entre los estados de agregación de la materia y su densidad?


CONCLUSIONES

1. ¿Es posible diferenciar una sustancia de otra por medio de sus propiedades físicas? Justifique su respuesta.

BIBLIOGRAFÍA

Alvarenga, B. (1983). Física General con experimentos sencillos. México. Harla

De la Torre y González C. (1971). Física. Progreso S. A. de C.V.

Nava, J. H. et al. (2001). El Sistema Internacional de Unidades (SI). Centro Nacional de Metrología (CENAM). Los Cués, Qro., México. www.inecc.gob.mx/publicaciones/download/simexico1.pdf

Profesorado Escuela de Bachilleres UAQ. (2005). Prácticas de Laboratorio de Química. México. Universidad Autónoma de Querétaro.

Ramírez Regalado, Víctor (2006). Química. Grupo Patria Cultural S. A. de C. V.

Wilson Jerry D. (1987). Física con aplicaciones. Interamericana S. A. de C. V.

PRÁCTICA No. 4


PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MATERIA

PUNTO DE FUSIÓN, SOLUBILIDAD, CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Y SU RELACIÓN CON EL TIPO DE ENLACE.


Genéricas

4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiadas.

4.5 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.


8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

Disciplinares

5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.



17. Aplica normas de seguridad para disminuir riesgos y daños a sí mismo y a la naturaleza, en el uso y manejo de sustancias, instrumentos y equipos en cualquier contexto.

PROPÓSITO


Identifica, reconoce y determina mediante técnicas básicas algunas propiedades físicas de la materia. y las relaciona con el tipo de enlace.

GENERALIDADES

El objeto de estudio de la Química es la materia y cuando se trata de definirla se dice que es todo lo que ocupa un lugar en el espacio, esto implica considerar todo lo que nos rodea, incluyendo hasta el universo, sin embargo, lo que más frecuentemente percibimos es una serie de materiales que utilizamos en nuestra vida diaria, que se han producido para satisfacer diversas necesidades del ser humano y están formados de sustancias químicas.

Las sustancias químicas, son compuestos o elementos que están constituidas por pequeñas partículas como iones, moléculas o átomos y poseen una serie de propiedades físicas que las distingue unas de otras, que son posibles medirlas y percibirlas a través de nuestros sentidos, es decir, es el aspecto macroscópico de la materia. Estas propiedades, entre otras, son el punto de ebullición y fusión, la densidad, la masa, la solubilidad, etc.

En general, la materia presenta dos tipos de propiedades: extensivas e intensivas; las primeras dependen de la cantidad, ejemplo la masa; en tanto que las segundas tiene que ver con la estructura química, se relacionan con el aspecto microscópico; entre estas están el punto de fusión, solubilidad, la densidad, etc., estas características son independientes de la cantidad que se trate.

El punto de fusión de un sólido cristalino, es una propiedad específica; es la temperatura a la cual se encuentran en equilibrio la fase sólida y la fase líquida, generalmente se reporta en un intervalo de dos temperaturas: la primera es cuando una primera gota de líquido aparece y la segunda cuando la masa cristalina termina de fundir. Este cambio de estado es considerado como un cambio físico, es decir, la composición de la materia no se modifica, el líquido obtenido puede volver a su estado original.

Cuando la fuerza de agregación o cohesión molecular es muy grande, la sustancia se presenta en estado sólido, cuando los espacios intermoleculares son muy grandes, porque la acción de la cohesión es casi nula, entonces las sustancias se presentan en estado gaseoso. Cuando la expansión molecular se halla compensada o equilibrada con la fuerza atractiva o de cohesión, las sustancias se presentan en estado líquido.

Los cambios de estado físico se deben a que las distancias intermoleculares son muy grandes, por lo que para que una sustancia pase de uno a otro, bastará disminuir o aumentar dichos espacios, lo cual se logra por variaciones de temperatura y presión.

La fusión se logra aumentando la temperatura y disminuyendo la presión, con lo cual aumentarán los espacios intermoleculares venciendo la cohesión.


Algunos sólidos por acción de la temperatura, pasan al estado gaseoso sin fundir y vuelven a solidificar al enfriar. Este fenómeno se llama sublimación y la sustancia que lo presenta se dice que es sublimable (por ejemplo yodo, naftaleno, mercurio). Este cambio de estado está influenciado por la presión.

La solubilidad es otra de las propiedades físicas que distinguen a las sustancias, es la cantidad máxima de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura y presión específica. El agua es considerada como solvente universal, otros solventes comunes son: etanol, acetona, éter, bisulfuro de carbono, tetracloruro de carbono, etc.

Si bien la solubilidad describe la idea cualitativa del proceso de disolución, también describe el aspecto cuantitativo, es decir, cuánto material existe en una solución.

Cuando se disuelve un sólido o un líquido, los iones o moléculas se separan una de otra y el espacio entre ellas pasa a ser ocupado por moléculas del solvente. Durante este proceso debe suministrarse energía para vencer las fuerzas interiónicas o intermoleculares. La energía que se requiere para romper los enlaces entre las partículas del soluto es aportada por la formación de uniones entre partículas de soluto y moléculas de solvente: las fuerzas de atracción son reemplazadas por nuevas.

En el caso de los sólidos iónicos, se necesita una cantidad considerable de energía para vencer las fuerzas electrostáticas presentes en el retículo cristalino. El agua y otros solventes muy polares son capaces de disolver compuestos iónicos. Una molécula polar tiene un extremo positivo y uno negativo; por consiguiente, hay atracción electrostática entre un ión positivo y el extremo negativo de una molécula de solvente, como también entre el ión negativo de una molécula de solvente, a estas atracciones se les llama ión-dipolo. Cada uno de estos es relativamente débil pero en conjunto aportan suficiente energía para vencer las fuerzas interiónicas en el cristal. En la solución, cada ión está rodeado por muchas moléculas de solvente, por lo que se dice que esta solvatado; si el solvente es agua, se dice que el ión está hidratado.

El poder que tiene el agua como solvente de substancias iónicas se debe a su polaridad, a su elevada constante dieléctrica y también al grupo –OH, por lo que puede formar puentes de hidrógeno. Es capaz de solvatar tanto a cationes como aniones: a los primeros, en su polo negativo (esencialmente sus electrones no compartidos); a los segundos, por medio de puentes de hidrógeno.

La solubilidad de los compuestos covalentes, están determinadas fundamentalmente por su polaridad. Compuestos no polares o débilmente polares se disuelven en solventes no polares o apenas polares. “Lo polar disuelve a lo polar, lo no polar a lo no polar” es una regla empírica muy útil.


El agua es un mal solvente para la mayoría de las sustancias orgánicas, lo cual se resuelve utilizando otro solvente por ejemplo: metanol, tetracloruro de carbono, propanona.

Así, la solubilidad depende de: 1) del disolvente, 2) la naturaleza del soluto, 3) la temperatura, y 4) la presión. Por lo que debe recordarse que se presentan tres interacciones importantes en el proceso de disolución: las partículas de soluto se separan entre sí mediante un proceso que requiere energía; las partículas del disolvente a su vez, son empujadas para dejar el espacio necesario donde se acomodará el soluto, y esto también requiere energía; finalmente, las partículas del disolvente atraen a las del soluto en un proceso que libera energía. Están participando tres conjuntos de interacciones: soluto-soluto, soluto-disolvente y disolvente-disolvente.

CURVAS DE SOLUBILIDAD


Conductividad Eléctrica y Tipo de enlace.

Cuando una sustancia es capaz de conducir la corriente eléctrica, quiere decir que es capaz de transportar electrones. Básicamente existen dos tipos de conductores eléctricos: los conductores metálicos y los electrolitos, que son conductores iónicos.

El término enlace iónico se refiere a las interacciones electrostáticas que existen entre partículas de carga opuesta. Este enlace se forma por la transferencia completa de uno o más electrones de un átomo altamente electronegativo, que ganará los electrones (ion negativo) a otro átomo con baja electronegatividad que perderá los electrones (ion positivo). Se presenta generalmente entre metales y no metales.

Una característica de los compuestos iónicos es que generalmente se encuentran en estado sólido cristalino y presentan puntos de fusión elevados y son solubles en disolventes polares. El proceso de disolución se lleva a cabo en dos etapas; cuando el disolvente (agua) rodea al soluto venciendo las fuerzas de atracción que existen entre los iones, lo que es conocido como solvatación (hidratación) en los compuestos iónicos se separan los iones (+) y los iones (-) lo que da origen a que existan iones libres en la solución que se conoce como solvólisis, y lo podemos corroborar ya que las soluciones de compuestos iónicos tienen alta conductividad eléctrica, con baja conductividad eléctrica en el estado sólido ya que los iones no están disociados y con alta conductividad eléctrica, con baja conductividad eléctrica en el estados sólido ya que los iones no están disociados y con alta conductividad eléctrica cuando se encuentran fundidos.

Para que exista el enlace covalente, el enlacie iónico debe ser desfavorable, lo cual significa que la diferencia de electronegatividad entre los átomos debe ser pequeña y los dos átomos se combinan para formar un enlace mediante compartición de electrones. Se da generalmente entre no metales.

Los compuestos que presentan enlace covalente se encuentran en estado sólido con bajo punto de fusión, líquido o gaseoso, la mayoría son insolubles en agua, o si se disuelven se lleva a cabo en un paso que consiste en que las moléculas del solvente rodean al soluto, solvatación (hidratación) y este proceso no libera iones por lo que no se da la solvólisis.

En el proceso de disolución: a) el compuesto covalente, en caso de que sea soluble en agua,

Únicamente forma moléculas hidratadas (solvatación) por lo que encontramos que las soluciones de compuestos covalentes no son buenas conductoras de la corriente eléctrica; b) los compuestos iónicos al disolverse en agua forma iones (+) hidratados, estos iones atraen a los átomos de oxígeno del agua que son parcialmente negativos, y iones (-) hidratados, estos iones atraen a los átomos de hidrógeno del agua que son parcialmente positivos, esta formación de iones se conoce como solvólisis, y por tal motivo las soluciones de


-

+

HH

OHH

O

H H

H H

O

O

O O

O

O

HH

HH

H H

H H

HH

OHH

O

H H

H H

O

O

COMPUESTO COVALENTECOMPUESTO IÓNICO

compuestos iónicos son buenas conductoras de la corriente eléctrica, como se aprecia en la siguiente figura:

MEDIDAS DE SEGURIDAD

Utilice la vestimenta solicitada para trabajar en el laboratorio.

No toque con las manos las sustancias que trabajará, utilice la espátula para transportar el material sólido del frasco a la cápsula o al vidrio de reloj.

Utilice la perilla para manipular los líquidos con la pipeta.

Cuando utilice el conductímetro, no lo coloque directamente sobre la mesa, si la mesa de trabajo es de acero.

NIVEL DE ABERTURA

Nivel de Abertura 1

PREGUNTA INICIAL

¿Cómo identificar las propiedades físicas de las sustancias?

¿Cómo medir las propiedades físicas de las sustancias?

¿Qué relación tienen estas propiedades con el tipo de enlace qué presentan las sustancias?



Materia. Estados de agregación de la materia. Concepto de sustancia y mezcla. Propiedades físicas de la materia. Temperatura. Punto de fusión. Solubilidad. Soluto. Solvente. Solvatación Solvólisis Conductividad. Enlace covalente Enlace iónico


¿Es posible diferenciar la materia por medio de sus propiedades físicas?

MATERIAL.

Aparato de Fisher-Johns

Cubre objetos

Tubos de ensayo

Etiquetas

Espátulas

Pipetas graduadas

Perilla

Conductímetro

Gradilla

Cápsula de porcelana

Vidrios de reloj

DESARROLLO EXPERIMENTAL.


Elabore la ruta crítica que seguirá para llevar a cabo los experimentos.

1. Punto de fusión:

Existen varios métodos para determinar el punto de fusión. Mencionaremos el que se lleva a cabo por medio del aparato de Fisher-Johns.

El aparato Fisher-Johns consta de una platina calentada mediante una resistencia eléctrica en la que se coloca una muestra entre dos cubre objetos redondos (unos cuantos cristales en el centro del cubre objetos).

La velocidad de calentamiento se controla con un reóstato integrado al aparato y la temperatura de fusión de la sustancia se lee en el termómetro adosado a dicha platina.

a) Seleccione una sustancia sólida.b) Registre en la tabla siguiente las propiedades físicas que presentan inicialmente las

sustancias.c) Determine con el aparato Fisher-Johns, la temperatura de fusión del sólido.

NOTA: Si no cuenta con el aparato Fischer-Johns consultar las temperaturas de fusión en la bibliografía.

Aparato Fisher-Johns:

Coloque en el cubre objetos del aparato Fisher-Johns dos o tres cristales de la muestra por analizar.

Registre la temperatura ambiente.

Verifique que el termómetro se encuentre en el lugar indicado.

Observe y registre la temperatura a la cual inicia el cambio de estado (cuando aparece la primera gota) y la temperatura cuando toda la masa pasa al estado líquido).


Fig. 2 Aparato de Fisher Johns


Lupa

Luz

Encendido y

apagado

Termómetro Tapa del Termómetro

Plato caliente

Control de voltaje

Registre en la siguiente tabla los resultados obtenidos.

Tabla de punto de fusión.

COMPUESTO

Est

ado

físi

co

Col

or T0 (°C) Tf (oC)Tipo de Enlace

Iónico Covalente

CO(NH2)2

UREA

CH3CONH2 ACETAMIDA

PARAFINA

2. Solubilidad (prueba cualitativa).

Realice las siguientes pruebas de solubilidad, para cada sustancia, utilizando tubos de ensayo marcados que contengan los solventes correspondientes, donde se introducen cuatro o cinco cristales de cada sustancia sólida, o bien, diez gotas de la sustancia líquida en el tubo correspondiente, mezclar con un agitador suavemente, observar y anotar los resultados en la siguiente tabla.

Utilizando la estructura de Lewis, dibuje la estructura de la molécula y determine si la molécula es polar o no polar.

Tabla de Solubilidad.

No. de tubo Solventes Solutos Solubilidad

1 Agua Sal de mesa ( NaCl)

2 Etanol (alcohol etílico) Azúcar (sacarosa)

3 Agua Éter

4 Éter Aceite

Nota: Utiliza la siguiente simbología para los resultados

Soluble (+ +), poco soluble (+); insoluble (-)


Relación de la Solubilidad con la Polaridad de la Molécula.

Electrones de Valencia del Elemento.

Estructura de Lewis del Elemento.

Geometría de la molécula

Tipo de polaridad de la Molécula.(Polar/ No Polar)

Solubilidad.

3. Conductividad eléctrica.

1. Analice las sustancias de la tabla, algunas se encuentran en estado sólido y otras en estado líquido.

2. Usando tus conocimientos de electronegatividad y estructura de Lewis, clasifica las sustancias como iónicas o covalentes.

3. Anote en la tabla el estado de agregación de cada sustancia.

4. Pruebe si las sustancias sólidas puras pueden conducir o no la corriente eléctrica.

5. Tome 2 g de las sustancias sólidas y 5 mL de la cada una de las sustancias líquidas; intente disolverlas en agua destilada y pruebe si la solución resultante conduce la corriente eléctrica y registre sus resultados en la tabla.

6. Investigar el punto de ebullición de cada una de las sustancias liquidas, anote los datos en la tabla.

7. Indague el punto de fusión de cada una de las sustancias sólidas, registre los datos en la tabla.


Conductímetro.

Aparato para determinar la conductividad eléctrica.

Tabla para registrar Características de las sustancias.

SUSTANCIA NaCl NaHCO3

C12O11H20

(Azúcar)

(CH3)2CO

(Acetona)

CH3-CH2-OH

(Etanol)

Tipo de enlace

Estado de

agregación

Solubilidad en agua

Conductividad eléctrica en solución acuosa


Punto de ebullición

(ºC)

Conductividad

eléctrica en estado

liquido

Punto de fusión

(ºC)

Nota: Coloque en la tabla la siguiente simbología

Solubilidad: (++) soluble (+) poco soluble (-) Insoluble

Conductividad eléctrica: (+) si conduce (-) no conduce

ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS

1. ¿Qué propiedades físicas permiten diferenciar la materia?

2. ¿Es posible que después de un cambio de estado las sustancias recuperen sus propiedades originales? Sí o no. Explique

3. ¿Cuál es la importancia de la energía cinética y la temperatura en la transformación de la materia?

4. ¿Cuál es la diferencia entre la temperatura y la energía calorífica?

5. ¿Qué tipo de cambio representan los cambios de estado?


CONCLUSIONES

1. ¿Qué métodos se pueden aplicar para determinar las propiedades físicas de la materia?

2. ¿Cuál es el factor determinante para que ocurra un cambio de estado?

3. ¿Qué relación tienen estas propiedades con el tipo de enlace que presentan las sustancias?

BIBLIOGRAFÍA

Sienko/ Plane (1985). Química principios y aplicaciones. McGraw-Hill. México

Morrison/ Boyd (1970). Química Orgánica. Fondo Educativo Interamericano. México.

Heredia, A. S. (2008).Experimentos de Química Recreativa con Sulfato de Cobre pentahidratado. Experiencias, recursos y otros trabajos. Departamento de Física, Universidad de Murcia, Apartado 4021, 30080 Murcia. España.

UNAM. (1994). Química General. Laboratorio y Taller. Facultad de Química. SITESA. México.

PRÁCTICA No. 5


IDENTIFICACIÓN DE UN COMPUESTO ORGÁNICO

COMPETENCIAS A DESARROLLAR Genéricas 7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.

Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos.

8. Participa y colaborativa de manera efectiva en equipos diversos.

Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

Disciplinares 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.



15. Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los

fenómenos naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.

17. Aplica normas de seguridad para disminuir riesgos y daños a si mismo y a la naturaleza,

en el uso y manejo de sustancias, instrumentos y equipos en cualquier contexto.

PROPÓSITOS Diferenciar mediante propiedades físicas un compuesto orgánico, para determinar la naturaleza general del compuesto.Verificar experimentalmente la teoría ya estudiada relativa a las características de los compuestos orgánicos.Identificar mediante reacciones químicas, la constitución de un compuesto orgánico.


Interpretar los resultados obtenidos.

GENERALIDADES La Química Orgánica, en sus inicios, estudiaba los compuestos que formaban parte de los animales y vegetales, a fin del siglo XIX Antonio F. Fourcroy estableció una división entre las sustancias animales (compuestos orgánicos) y vegetales (compuestos inorgánicos), y dedujo que para elaborar a los compuestos orgánicos era necesario de una “fuerza organizada”. En 1752, T. Barden imagina la teoría de la “Fuerza vital O fluido vital”, en la que considera que sólo mediante la Fuerza vital podían producirse compuestos orgánicos y esa fuerza sólo podría ser dada por la vida; de aquí que éstos no podían sintetizarse en el laboratorio, sólo podían extraerse. Mientras los compuestos inorgánicos se obtenían en el laboratorio por síntesis. Esta teoría fue afirmada por Berzelius en 1820 al decir “que los compuestos orgánicos parecen obedecer a leyes distintas que los compuestos inorgánicos”. Posteriormente Berzelius corrige, después de analizar los trabajos de Scheele (1750) y Federico Whöler (1828), cuando publica en su tratado de Química Orgánica, que ésta es la que estudia los compuestos que forman parte de los animales y los vegetales, y como química inorgánica aquella que estudia los compuestos minerales.En 1773 Rovel logra aislar la urea, que es un compuesto orgánicos, de la orina.En 1828 Whöler sintetiza la urea, que es un compuesto orgánico, a partir del cianato de potasio y el sulfato de amonio que son dos compuestos inorgánicos.En 1848 Leopoldo Gmelin publica un tratado de química en el que acepta que el elemento carbono es el constituyente esencial de los compuestos orgánicos.En 1855 Berthelot, sintetiza el acetileno y al benceno, que son compuestos orgánicos, a partir del carbono y el hidrógeno, y el alcohol etílico hidratando al etileno. Estas y otras síntesis demostraron que la química es toda una. Derrumbándose así la teoría de la fuerza vital, demostrándose que no hay diferencias esenciales entre las reacciones de las sustancias orgánicas y de las inorgánicas. Se fueron aislando y sintetizando tantos compuestos químicos que contienen al elemento carbono, que a pesar de la unidad de la química se hizo necesario establecer una división para facilitar el estudio.Fue así que la primera división de la química se realizó en 1877 en Orgánica e Inorgánica, considerando a la química orgánica como una parte de la química que estudia a los compuestos del carbono, y a la química inorgánica a aquella parte dela química que estudia a los compuestos formados por los otros elementos.Características de los compuestos orgánicosNo obstante haber establecido la unidad de la química, los compuestos orgánicos presentan características particulares a saber:

Mayor variedad de reactividad.


Menor velocidad de reacción. Inestabilidad ante los agentes físicos. Sensibilidad a los agentes químicos. Polimerización. Isomería. Son solubles en solventes no polares. No conducen electricidad cuando están disueltos. Presentan bajos puntos de fusión y ebullición.

Composición de las sustancias orgánicas

De los más de 108 elementos conocidos, alrededor de 30 de ellos se encuentran en los compuestos orgánicos. Algunos de estos se hallan constituidos solamente por carbono e hidrógeno (binarios), como los hidrocarburos, otros por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, como los azúcares y las grasas (ternarios) y otros como las albúminas y la urea por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (cuaternarios).Los elementos Carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno se hallan en un 96.5% en los compuestos orgánicos y por ello se llaman elementos organógenos o bioelementos: otros elementos que se encuentran en menor proporción en los compuestos orgánicos son: calcio, potasio, fósforo, azufre, cloro y sodio, y en menor proporción magnesio, fierro, bromo, flúor, aluminio, manganeso, silicio... no obstante ser tan pocos los elementos que componen la totalidad de las sustancias orgánicas, es sorprendente el elevado número de éstas. Ello es debido a que el elemento carbono forma largas cadenas con enlaces covalentes, cadenas que pueden ramificarse y formar anillos o ciclos. La modificación en el número de átomos de carbono o en la disposición de los mismos origina sustancias diferentes.Una de las partes más interesantes de la química experimental es la identificación de los compuestos orgánicos de los cuales existen al menos cinco millones. La identificación compuestos orgánicos es importante en diferentes tipos de industria química para la elaboración de diversos productos farmacéuticos, de alimentos, derivados del petróleo, etc. A través de la química se puede disponer de una infinita cantidad de información obtenida en cientos de años. Entre otras áreas de la Química podemos mencionar: la química forense (la identificación de drogas y otro tipo de evidencia policiaca), la química ambiental (identificación de contaminantes tóxicos, entre otros), el desarrollo de productos farmacéuticos, el desarrollo de nuevos polímeros, las áreas de investigación y conservación.

NIVEL DE ABERTURA Nivel 1

PREGUNTA INICIAL


¿Cuáles son las características de un compuesto orgánico?

ANTECEDENTES CONCEPTUALES División de la Química Composición química de los compuestos orgánicos. Propiedades físicas y químicas de los compuestos orgánicos. Solubilidad. Punto de fusión. Punto de ebullición.

PREGUNTA DETERMINANTE ¿Cómo se puede identificar químicamente qué un compuesto es orgánico?


Material

Cucharilla de ignición

Espátula

Vidrio de reloj

Mechero bunsen

Cerillos

Prueba de ignición

Al llevar a cabo el análisis de un compuesto desconocido se debe seguir un enfoque sistemático. Una secuencia posible es la siguiente:

La prueba de ignición se lleva a cabo colocando de 0.1 a 0.2 mg de muestra en una cucharilla de combustión o en la punta de una espátula. Caliente la espátula o cucharilla junto con la muestra. No coloque la muestra directamente en la flama del mechero Bunsen, caliente como a un centímetro y acerque lentamente a la flama.


Mientras se lleva a cabo la prueba de ignición de la muestra, debe hacer las siguientes observaciones:

1. Cualquier fusión o evidencia de sublimación, lo que da una idea aproximada del punto de

fusión por la temperatura necesaria para causarla.

2. El color de la flama cuando la sustancia empieza a quemarse.

3. La naturaleza de la combustión (instantánea, lenta o explosiva). Una combustión rápida,

casi instantánea indica un alto contenido de hidrógeno. Una combustión explosiva indica la

presencia de nitrógeno o grupos que contienen NxOy.

4. Características de los residuos:

a. Si permanece un residuo negro que desaparece al seguir calentando a mayores

temperaturas, el residuo es carbono.

b. Si el residuo se expande durante la ignición, es indicativo de la presencia de un

carbohidrato o compuesto similar.

c. Si el residuo es inicialmente negro y permanece así después de continuar el

calentamiento, es indicativo del óxido de un metal

d. Si el residuo es blanco, es indicativo de la presencia del carbonato de un metal alcalino o

alcalino-térreo o de SiO2.

Para observar este tipo de comportamiento haga las siguientes pruebas:

1. Para probar la naturaleza de los compuestos que dejan residuos, queme por separado pequeñas muestras de cloruro de sodio, acetamida, glucosa , cloruro de sodio, sacarosa,


caseína, carbonato de calcio, leche deshidratada o SiO2 y registre sus observaciones en la tabla de resultados.

3. Haga la prueba de ignición con sus compuestos problema. Registre sus observaciones en

las tablas de resultados.

TOXICIDAD

Cloruro de sodioPertenece a la familia de sales alcalinas, su nombre químico y común es cloruro de sodio. Son sinónimos sal común, sal de mesa, sal de mar, halita o cloruro sódico. La sal es un polvo cristalino blanco. Este compuesto es usado para formular fluidos libres sólidos y claros (salmuera sódica). Estable en condiciones normales de uso y almacenamiento.Evite inhalación de polvo. Evite el contacto con ojos, piel o vestimenta. Guarde en recipiente cerrado cuando no se use. Use protección adecuada para los ojos.

AcetamidaCristales transparentes incoloros, de olor suave. Sinónimos amida de ácido acético, etanamida y metano caboxamida. Estable bajo condiciones ordinarias de uso y almacenaje. Ardiendo puede producir monóxido de carbono, dióxido de carbono u óxidos de nitrógeno. Evitar calor, flama, fuentes de ignición, luz y aire.

Glucosa

Puede causar irritación al tracto respiratorio.Dosis orales extremadamente grandes pueden producir disturbios gastro-intestinales.Al contacto, produce irritación suave en la piel.Al contacto con los ojos causa severa irritación y daño en la córnea.Repetida ingestión puede causar tumores en el hígado.

SEGURIDAD

Cloruro de sodio

No existen riesgos por exposición al fuego.

a) Inhalación: La sustancia es irritante para las membranas mucosas.


b) Contacto con los ojos: causa irritación a los ojos.c) contacto con la piel: puede causar irritación a la piel.

Acetamidaa) Evite contacto con los ojos, piel y ropa.b) Mantenga cerrados los contenedores.c) Use solo con ventilación adecuada.d) Lave completamente después de su manejo.e) No respire el polvo.f) Evite formación de nubes de polvo en presencia de fuentes de ignición.

TABLA 1. RESULTADOS DE LA PRUEBA DE IGNICIÓN

SustanciaColor inicial

de la muestra

Color de la muestra cuando

empieza a quemarse

Color final de la muestra

Coloración de la flama

durante la ignición

Cloruro de sodio

Acetamida

Glucosa

Arena

Caseína

Carbonato de calcioLeche deshidratada

Urea

Muestra problema

TABLA 2. RESULTADOS DE LA PRUEBA DE IGNICIÓN

Sustancia Presentó sublimación

Presentó fusión Tipo de combustión(instantánea, lenta, rápida)

Características del residuo

Cloruro de sodio


Acetamida

Glucosa

SiO2

Caseína

Carbonato de calcioLeche deshidratadaUrea

Muestra problema

ANÁLISIS DE RESULTADOS1. ¿De los compuestos sometidos a calentamiento, cuáles experimentaron cambios y de qué tipo, después de calentarlos?

2. Los compuestos analizados cuáles son orgánicos y cuáles inorgánicos:

TABLA 1. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LA PRUEBA DE IGNICIÓN

Compuesto Fórmula o elementos presentes en el

compuesto

Fórmula condensada Orgánico/inorgánico

Cloruro de Sodio

Acetamida

Glucosa

Arena


Caseína

Carbonato de calcio

Leche deshidratada

Urea

Muestra problema

3. ¿De qué color (es) es la flama al llevarse a cabo la combustión de un compuesto orgánico?

4. De las muestras analizadas, ¿Qué caracteriza a los compuestos que presentan sublimación?

5. ¿Cuál es la relación entre el tipo de la combustión y los compuestos orgánicos?

6. ¿Qué relación existe entre el punto de fusión y ebullición de la materia orgánica e inorgánica?

7. ¿Cuál es la relación de la combustión entre un compuesto orgánico y un inorgánico?


CONCLUSIONES 1. ¿Cuáles son los componentes principales de un compuesto orgánico?

2. ¿Cómo se puede comprobar si una sustancia desconocida es orgánica o inorgánica?

BIBLIOGRAFÍA

Profesorado Escuela de Bachilleres UAQ. (2005). Prácticas de Laboratorio de Química.

México. Universidad Autónoma de Querétaro.

Departamento de Ingeniería y Ciencias Químicas. ( ). Laboratorio de Química Orgánica

aplicada. Práctica 3. Identificación de compuestos orgánicos. Universidad iberoamericana.

http://www.qmaxsolutions.com/msds/mexico/CLORURO%20DE%20SODIO%20-----HDS

%20Formato%2013%20Secciones,%20QMax.PDF


libro de lab quimica 2015 parte 1[1]

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